浅谈新时期矿山测绘工程测量技术的发展及应用

李 宁

（龙口金丰有限公司，山东 龙口 265719）

矿山生产期间，测量工作覆盖的范围广，既要在前期勘察选择施工地点，又要在施工中指导现场作业，动态调整施工技术方案[1]。实践证实，选择科学合理的测量技术，能为图纸设计、矿山施工提供数据，满足进度、质量、成本等控制目标。新形势下，随着科学技术的进步，创新测量技术成为从业人员的关注要点。以下结合个人工作实践，探讨了新型测量技术在矿山测绘中的应用。

1 矿山测绘工程测量技术的现状

矿山测绘工程中，传统测量技术包括：①三边测量法，是在现场设置连续三角形，通过测量三角形的边长，来确定顶点的位置；②边角测量法，测量三个边长、三个角度，确定顶点的位置；③三角测量法，先确定三角形的顶点和角度，再利用固定基准线计算边长距离。总结来看，传统测量技术均建立在测量控制网的基础上，不仅操作复杂，而且准确性低，受环境的影响明显。随着科学技术的进步，将测量技术和信息技术、网络技术相结合，出现了新型测量技术，典型代表是3S技术、摄影测量技术、无人机航测技术等。

2 新时期矿山测绘工程测量技术的应用

2.1 GPS技术

GPS技术由通信卫星、地面监控、接收装置组成，可以提供三维坐标、导航信息，实现全天候、高精度监测的目标。在矿山测绘工程中，GPS测量技术的应用主要有两点：第一，监测变形。矿山开采施工期间，在环境、人为因素的影响下，矿床会发生沉降、变形。利用GPS技术，通过数据的采集、传输、处理，可以对施工参数进行分析，将工程实测数据和设计数据相比较，判断坑道有无发生变形，以便施工人员及时处理[2]。第二，测量精密工程。在部分高精度测量项目中，例如管道、隧道、机电安装工程，利用GPS测量技术，可以明确位置、高程等信息，提高施工质量。

2.2 GIS技术

GIS技术将计算机技术、遥感技术、定位技术相结合，利用计算机完成数据的处理。在矿山测绘中，利用GIS技术能分析勘测点的环境、地质、水文等条件，为开采方案的编制提供依据。结合实践，利用GIS技术能在数据库中查找相关信息，缩短测量和施工时间，降低工程成本。此外，矿山开采期间，GIS技术还具有灾害预警作用，能提高施工安全性。

2.3 RS技术

RS技术用于远距离测量，是利用卫星收集目标数据，辅助利用GIS技术处理数据、图片等信息。RS技术和光谱技术相结合，能从不同高度、不同角度获得影像资料；RS技术和GIS技术相结合，能发挥出RS技术的优势。具体到矿山测绘工程，RS技术可以获得准确的影像图，及时补偿遗漏数据，提前预知危险，促使测量工作顺利开展[3]。

2.4 摄影测量技术

摄影测量技术的优点，是不需要和物体进行接触，获得物体的影像图后，利用计算机分析数据。相比于传统测量技术，摄影测量能获得地物的三维空间信息，降低工作强度，因此在户外测量、野外测量应用广泛。矿山测绘工程中，摄影测量技术效率高、质量高，以无人机摄影测量为代表，可以明确被测物体的大小、形状、特性、相互关系，建立地形数据库，完成地形图的测制任务。

2.5 数字制图技术

数字制图技术是电子计算机生成的地图，是一种可视化的实地图，具有快速读取、动画展示、虚拟、自动测量的特点。相比于传统测量技术，均需要工作人员参与，具有较大的工作量，不仅工作时间长，而且效率低下。在矿山测绘工程中，数字制图技术的应用，整个过程不会带有人员的主观色彩，因此测量结果的准确性更高；数据采集、图纸绘制相互协调，可提高自动化程度，降低误差率。

3 矿山测绘工程新型测量技术的特点

3.1 高精度

新形势下，矿山测绘工程的质量要求提高，必须进一步控制测量精准度。新型测量技术的应用，普遍将数字化技术、信息技术融入其中，采集外业数据时能自主选择三维坐标，数据处理时能根据实际需求进行分析，从而提高测量精度，为后续制图、开采等作业打下坚实基础。

3.2 自动化

新型测量技术的应用，基于自动化功能下明显提高了测量效率，且能减少人工手动作业带来的误差。在矿山测绘期间，测量作业的自动化，可以利用计算机勘察地质情况，并使用专业软件进行数据处理。既能节省人力、物力，又能避免人为因素造成的随机性。

3.3 全面性

新型测量技术的应用，可以反映出地质、地形的实际情况，相比于传统测量结果更全面。而且，基于网络技术和数据库下，可以随时进行搜索和查询，为测量工作提供支持，不断积累测量工作经验。

3.4 数字化

新型测量技术的一个共同点，就是采用数字技术进行图形编辑，既能提高编辑准确性，又能根据实际需求改变图形比例。不论图像的比例尺大小，都能反映出被测地形地质的信息，实现降本增效的目标。

4 工程案例分析

4.1 工程概况

以某矿山为例，位于山体盆地区，本次测绘工程是矿山的西北方向，长度约为4200m，宽度约为3700m，测量面积为15.5km2。整个测区地势中间高、周围低，其中最高点、最低点的海拔分别为1232m、912m；且测区内交通不便，植被覆盖率高，人工测量作业难度大，最终决定采用无人机航测技术。

4.2 测量任务

本次无人机航测作业，目的是加强矿区安全生产，提高规划管理力度，满足新形势下的矿山企业发展需求。测量内容包括：①1∶2000和1∶5000数字线划图采集；②数字正射影像图；③矿区地质地形图。执行航测任务的无人机是快眼II型，，搭载非量测型数码相机，并在地面布置大量控制点。获得航飞数据后，采用三角测量自检法对像点位置的坐标进行纠正，确定光学畸变值，最终实现高精度定位。利用测量结果，形成测绘产品，并对无人机航测的精度进行评估。

4.3 作业过程

第一，设计航线。结合矿区地形条件，参照成图比例，共设计航线9条，均为东西方向飞行。主要参数如下：航行高度为1060m，分辨率为18cm，旁向和航向重叠度为35%-65%，每条航线得到影像图16张，利用GPS飞控管理系统控制定点曝光。第二，地面控制。内业人员布点，外业人员野外刺点，布设地面控制点时，按照《航空摄影测量外业规范》执行。其中，像片控制点设置在航向、旁向3-4片重叠的范围内，共计平高点39个，且控制点可以公用。第三，数据计算。基于GPSCORS网下，提供载波相位差分修正信息，并解算出流动站的精确点位。第四，精度分析。利用Inpho软件进行空三加密，具有粗差检测、平差计算功能，以加密点的坐标为准，实现地面控制目标。

4.4 成果分析

依据《低空数字航空摄影测量内业规范》，平差结果显示：对测量数据加密纠正后，获得的地形图可以满足1∶2000的精度要求，说明无人机航测获得的影像数据分辨率高；在小区域大比例尺地形图的绘制中，具有较高的可行性。测量获得的数据，各项限差均满足要求，判别误差只会影响平面精度，但不会影响高程精度。适当放宽地面分辨率、增加航行高度，无人机航测还可用于测绘小比例尺地形图，采用全野外布点、区域网空三加密即可实现。

5 结语

综上所述，随着经济社会发展，矿山测绘工程必须创新测量技术，提高测量效率和精准度。文中以GPS技术、GIS技术、RS技术、摄影测量技术、数字制图技术为例，介绍了新型测量技术的应用，并结合工程案例进行分析。希望为类似工程提供经验借鉴，促进矿山测绘作业顺利完成。